Question

20．根據(jù)初中化學(xué)知識(shí)，探究空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)．小明根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，紅磷、白磷、木炭、鎂條都可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是哪種物質(zhì)更適用于測(cè)定空氣中氧氣含量，小明進(jìn)行如下探究．
【探究問(wèn)題】紅磷、白磷、木炭、鎂條幾種物質(zhì)，哪種更適用于測(cè)定空氣中氧氣含量？
【查閱資料】
①紅磷、白磷對(duì)比情況

	紅磷	白磷
狀態(tài)	暗紅色固體	蠟狀固體 有毒
燃燒溫度	240°C	40°C

②鎂條可以與空氣中多種物質(zhì)反應(yīng)，如N₂、CO₂等
探究過(guò)程】如下圖所示，按照實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究幾種物質(zhì)測(cè)定空氣中O₂含量的可行性．
（1）紅磷、白磷探究實(shí)驗(yàn)
小明認(rèn)為選用紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其原因是紅磷無(wú)毒，白磷有毒．

如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點(diǎn)燃紅磷，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感 2待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占1/5

空氣中氧氣約占$\frac{1}{5}$ 紅磷燃燒的化學(xué)方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P2O5

（2）若將實(shí)驗(yàn)藥品改為木炭，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，打開(kāi)止水夾，水不倒吸入集氣瓶的原因是C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶?jī)?nèi)氣體體積不變．
（3）若將實(shí)驗(yàn)藥品改為鎂條，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，觀察到水倒吸入集氣瓶大于1/5．根據(jù)資料信息，小明知道鎂條可以與空氣中的氮?dú)�、二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而影響反應(yīng)結(jié)果．鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)可以生成氮化鎂（Mg₃N₂）和碳，請(qǐng)寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂．
【探究結(jié)論】幾種物質(zhì)中，紅磷是最適用于測(cè)定空氣中氧氣含量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)紅磷和白磷的毒性選擇藥品；填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)根據(jù)紅磷燃燒的現(xiàn)象和瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的改變分析，書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式要遵循質(zhì)量守恒定律，注意反應(yīng)條件；
（2）根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)后生成物的狀態(tài)和瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)的改變分析；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物，依據(jù)書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式的步驟完成．

解答 解：（1）選用紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因是白磷有毒，紅磷無(wú)毒；紅磷燃燒產(chǎn)生黃色火焰，冒白煙，反應(yīng)停止后冷卻，打開(kāi)止水夾，打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占 $\frac{1}{5}$，由此可得出空氣中氧氣約占 $\frac{1}{5}$的結(jié)論，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅
故答案為：紅磷無(wú)毒，白磷有毒；

如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點(diǎn)燃紅磷，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1 產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感 2 待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占1/5

空氣中氧氣約占 $\frac{1}{5}$ 紅磷燃燒的化學(xué)方程式   4P+5O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P2O5

（2）若將實(shí)驗(yàn)藥品改為木炭，反應(yīng)結(jié)束后降至室溫，打開(kāi)止水夾，水不倒吸入集氣瓶的原因是 C和O₂反應(yīng)生成CO₂，二氧化碳是氣體，使反應(yīng)前后集氣瓶?jī)?nèi)氣體體積不變，壓強(qiáng)就不變，故水不能倒吸．
故答案為：C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶?jī)?nèi)氣體體積不變．
（3）鎂條與氮?dú)夥磻?yīng)可以生成氮化鎂（Mg₃N₂）；故答案為：3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂
答案：
（1）紅磷無(wú)毒，白磷有毒；

如圖所示，將足量紅磷放到燃燒匙中，點(diǎn)燃紅磷，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1 產(chǎn)生黃色火焰，冒出大量白煙，瓶壁有熱感 2 待紅磷燃燒停止并冷卻后，打開(kāi)止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積約占1/5

空氣中氧氣約占 $\frac{1}{5}$ 紅磷燃燒的化學(xué)方程式   4P+5O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P2O5

（2）C和O₂反應(yīng)生成CO₂，反應(yīng)前后集氣瓶?jī)?nèi)氣體體積不變；
（3）3Mg+N₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Mg₃N₂

點(diǎn)評(píng) 解決探究性實(shí)驗(yàn)題要過(guò)“三關(guān)”，即：審題觀，要做到看清題中所講的化學(xué)過(guò)程、看清題設(shè)條件、看清要解決的問(wèn)題；分析觀，想化學(xué)過(guò)程所涉及的化學(xué)概念和所用的化學(xué)原理、想所給條件與所求問(wèn)題的關(guān)系、想有無(wú)隱含條件及題目考查的內(nèi)容；解答觀，根據(jù)題意和條件，選擇最佳的答題方法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所選取的試劑要易得，操作要簡(jiǎn)單，現(xiàn)象要明顯，結(jié)論要可靠．